四大线程池特点介绍和适用场景

在日常应用开发中,经常会有一些耗时操作,比如数据库操作、网络请求等,碰见这种情况,我们一般会怎么做呢?当然第一反应就是放到子线程去异步处理,张手就一个new Thread().start就来了,这样的操作在线程少的情况下是没问题的,也能实现功能,但这样久之会造成严重的性能损耗,有的同学就会问为什么?我告诉你为什么,原因如下:
一、JAVA线程机制是抢占性质的,new Thread出来的匿名线程非常难以管理,都是些野猴子,缺乏管束,虽然JAVA提供了线程优先级的方法,但通常效果并不理想,有时候就很混乱,而且JAVA线程机制会给每个线程提供时间片,“野”线程多了,自然会影响耗能。
二、JAVA中你每次new Thread的时候,在难以管理的情形下,销毁线程的性能是很差的,而线程池复用线程的特性极大的提高了效率和性能。
三、new Thread功能比较单一,没有定时执行、线程中断等功能。
好了,上面三点就是原因了,所以线程池还是很有必要的,接下来我们来介绍一下吧。
在JAVA JDK1.5上提供了Executor框架,这框架就是用来把任务的提交和执行解耦,其核心成员就是ThreadPoolExecutor,这也是线程池的核心实现类。
corePoolSize
表示核心线程数,默认情况下,线程池是空的,只有提交任务的时候才会创建线程,核心线程会在线程池中一直存活,只不过是处于闲置状态,除非你把ThreadPoolExecutor的allowCoreThreadTimeOut属性设为true,就会有超时策略,即核心线程的生命周期会受keepAliveTime的限制,时间一到,就会终止。还有,如果你调用线程池的prestartAllCoreThread方法,线程池就会提前重新创建并启动所有的核心线程去等待任务。
maximumPoolSize
表示允许线程池创建的最大线程数。当活动的线程小于maximumPoolSize设定的线程数,就创建线程执行任务,否则新任务被阻塞,排队等待。
keepAliveTime
表示非核心线程闲置的超时时长,超过时间则会被回收。如果遇见任务短而且很多的情况,你可以通过调大这个属性值来提高线程的利用率。
TimeUnit
表示keepAliveTime的时间单位,这是一个枚举,从天(DAYS)到纳秒(NANOSECONDS)。
workQueue
表示一个阻塞的任务队列,线程池的execute方法提交的Runnable对象会存储在这个参数中,阻塞队列的概念就不说了,大家自行百度。
ThreadFactory
表示线程工厂,线程池在创建线程的就是用的它,用Thread newThread(Runnable r)来执行创建线程操作。
RejectedExecutionHandler
表示线程池的饱和策略,用于线程池和任务队列满了的情况下使用的策略,默认是abordPolicy,表示无法处理新任务,这个时候ThreadPoolExecutor会调用handler的rejectedExecution方法通知调用者,并会直接抛出一个RejectedExecutionException,此外还有三种策略,分别是CallerRunsPolicy、DiscardPolicy、DiscardOldestPolicy,这些东西并不常用,但我想这个还是有必要普及一下,
(1)CallerRunsPolicy:用调用者所在的线程处理任务,也就是说,放下手中的活帮我处理掉的意思。
(2)DiscardPolicy:直接抛弃新任务
(3)DiscardOldestPolicy:丢弃队列中最近的任务,并执行新任务
好了,关于ThreadPoolExecutor的介绍就到这里,下面我们来看看它的几位小弟吧。
FixedThreadPool
这类线程池的特点就是里面全是核心线程,没有非核心线程,也没有超时机制,任务大小也是没有限制的,数量固定,即使是空闲状态,线程不会被回收,除非线程池被关闭,从构造方法也可以看出来,只有两个参数,一个是指定的核心线程数,一个是线程工厂,keepAliveTime无效。任务队列采用了无界的阻塞队列LinkedBlockingQueue,执行execute方法的时候,运行的线程没有达到corePoolSize就创建核心线程执行任务,否则就阻塞在任务队列中,有空闲线程的时候去取任务执行。由于该线程池线程数固定,且不被回收,线程与线程池的生命周期同步,所以适用于任务量比较固定但耗时长的任务。
CachedThreadPool
这类线程池的特点就是里面没有核心线程,全是非核心线程,其maximumPoolSize设置为Integer.MAX_VALUE,线程可以无限创建,当线程池中的线程都处于活动状态的时候,线程池会创建新的线程来处理新任务,否则会用空闲的线程来处理新任务,这类线程池的空闲线程都是有超时机制的,keepAliveTime在这里是有效的,时长为60秒,超过60秒的空闲线程就会被回收,当线程池都处于闲置状态时,线程池中的线程都会因为超时而被回收,所以几乎不会占用什么系统资源。任务队列采用的是SynchronousQueue,这个队列是无法插入任务的,一有任务立即执行,所以CachedThreadPool比较适合任务量大但耗时少的任务。
ScheduledThreadPool
这类线程池核心线程数量是固定的,好像和FixThreadPool有点像,但是它的非核心线程是没有限制的,并且非核心线程一闲置就会被回收,keepAliveTime同样无效,因为核心线程是不会回收的,当运行的线程数没有达到corePoolSize的时候,就新建线程去DelayedWorkQueue中取ScheduledFutureTask然后才去执行任务,否则就把任务添加到DelayedWorkQueue,DelayedWorkQueue会将任务排序,按新建一个非核心线程顺序执行,执行完线程就回收,然后循环。任务队列采用的DelayedWorkQueue是个无界的队列,延时执行队列任务。综合来说,这类线程池适用于执行定时任务和具体固定周期的重复任务。
SingleThreadPool
这类线程池顾名思义就是一个只有一个核心线程的线程池,从构造方法来看,它可以单独执行,也可以与周期线程池结合用。其任务队列是LinkedBlockingQueue,这是个无界的阻塞队列,因为线程池里只有一个线程,就确保所有的任务都在同一个线程中顺序执行,这样就不需要处理线程同步的问题。这类线程池适用于多个任务顺序执行的场景。

作者:余枫追忆
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